应用扫描电镜-X射线衍射-电子探针技术研究河南淅川绿松石矿物学特征

河南省淅川县位于我国重要绿松石产区——秦岭东部绿松石矿区东延部分,与淅川毗邻的许多早期考古遗址中出土了大量的绿松石制品,因此淅川绿松石的矿料流布受到许多考古学者的关注。研究淅川绿松石的矿物学特征有助于完善我国不同矿区绿松石矿物学研究,为追溯我国早期绿松石文物的矿料来源提供重要的数据支撑。本文利用偏光显微镜观察、扫描电镜、粉晶X射线衍射等技术对淅川绿松石进行结构研究,辅以电子探针、背散射电子图像观察等方法研究了淅川绿松石的矿物组合。结果表明:淅川绿松石主要由细小的鳞片状、短柱状、板片状微晶集合体组成,可见环带状、结核状、碎斑碎粒状结构;通过对比不同样品的微晶结构,可知其微晶的大小、晶型和分布状态会影响淅川绿松石集合体的致密程度和颜色;淅川绿松石集合体中常见石英、玉髓和铁氧化物,部分样品含有硫磷铝锶矿。通过对比其他矿区绿松石矿物组合,发现淅川绿松石与湖北地区的绿松石矿物组成相近,主要杂质为石英、褐铁矿,明显区别于安徽地区以高岭石为主要杂质矿物的绿松石。     

安徽殿庵山绿松石的宝石学特征研究

安徽省殿庵山地区绿松石属于新近发现的小规模开采的玉石资源。采用电子探针、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外一可见光谱仪等测试方法,重点就该地区绿松石的化学成分、矿物组成、微结构、红外吸收光谱、紫外一可见吸收光谱等特征进行综合对比研究。结果表明,该地区绿松石的化学成分以贫Si、相对富Fe为特征,随着FeOT／CuO比值的递增,绿松石色调由蓝逐渐变绿。该类绿松石以结核状、细脉状产出,主要为微晶和鳞片状结构,部分为放射纤维状结构、团粒状结构及皮壳状结构。该类绿松石孔洞内微晶普遍发育,主要以毛发状、微针状、短柱状及板片状相互交织结晶生长,殿庵山绿松石整体显示风化淋滤型矿床所特有的特征。笔者对绿松石的颜色成因及矿床成因进行初步探讨。     

湖北天然绿松石与优化处理绿松石的宝石学鉴别特征

本文主要以湖北天然绿松石、浸胶绿松石和注有色胶绿松石为研究对象,结合优化处理工艺过程及所用的胶水混合液,通过宝石学常规测试以及扫描电子显微镜、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪和紫外可见光谱仪等宝石学现代仪器的测试分析,研究有效鉴别湖北天然绿松石和浸胶绿松石、注有色胶绿松石的测试方法。结果表明,注有色胶绿松石的颜色较呆板,浸胶和注有色胶绿松石相对密度较低且在长波紫外荧光灯下显示强至弱的蓝色荧光;扫描电镜下可见浸胶和注有色胶绿松石微晶之间的空隙被不同程度的胶质物充填,但该方法为有损法,不推荐使用;红外光谱中2 930、2 860、1 730、1 460 cm-1附近由有机物基团振动所致的红外吸收谱带可有效区分三者,是最为快速、无损、准确的方法;拉曼光谱中2 942、2 873、1 452、1 620、830 cm-1附近的吸收峰可作为鉴别湖北天然绿松石和浸胶或注有色胶绿松石的重要依据;紫外可见光谱中较弱的429 nm吸收峰和宽缓的677 nm吸收带可作为区分天然绿松石和注有色胶绿松石的鉴别依据,但无法区分天然绿松石和浸胶绿松石。     

陕西洛南绿松石的锶同位素特征及其产地意义——兼论二里头出土绿松石的产源

陕西洛南县河口绿松石采矿遗址距今约4 000年,为中国目前最早的一处绿松石采矿遗址。为判定该古矿出产绿松石的流向和中国古代绿松石矿料的来源,尝试利用固体热电离高精度质谱计检测秦岭东段5处绿松石矿样品的Sr同位素比值,进而对不同产地绿松石开展产源判别研究,期望为绿松石产源示踪提供帮助。结果发现:Sr同位素比值可以以0.710 5和0.716 5为界划分为3个聚集区。随之建立Sr含量和Sr同位素二元散点图,发现Sr的地球化学特征能够在一定程度上实现对不同产地绿松石的产源区分。运用该区分成果,发现二里头出土的绿松石废料与洛南古矿有着较为密切的关系。该研究为寻找河口古矿的绿松石流向提供帮助,也为开展绿松石文物产源研究提供技术支持。     

常见绿松石品种特征及充填处理的鉴定

总结了我国市场上大量常见的不同产地的天然绿松石的特征,同时对比我国市场常见的充填处理绿松石的特征,研究了天然与充填处理绿松石的一般鉴别特征,发现处理绿松石的颜色深浅、颜色分布、包裹体、外观与天然绿松石均有较大的区别。还利用红外光谱对天然的和充填处理的绿松石进行了测试,发现充填处理绿松石在1 735、1 600、1 500 cm^-1附近可见吸收峰,表明绿松石内部充填了人工类树脂,可作为鉴定充填处理绿松石的有力证据。     

竹山和马鞍山绿松石微量元素和稀土元素特征

对竹山和马鞍山两地绿松石的微量元素和稀土元素特征作了对比研究,同时分析了两地绿松石矿物特征和结构特征。采用X射线能谱、电感耦合等离子体质谱、X射线衍射、红外吸收光谱和扫描电镜等测试技术对竹山和马鞍山地区的绿松石样品进行岩石矿物学特征分析。结果表明,竹山与马鞍山地区绿松石在微量元素的含量上存在较大的差别,但主成分含量基本一致;两地区绿松石的稀土元素均富集重稀土,二者的稀土配分模式图出现镨反向,马鞍山地区的绿松石表现出铕负异常;马鞍山绿松石的结晶程度优于竹山县绿松石。该方法对绿松石产地划分的研究具有应用价值。     

蒙古国某地绿松石玉的矿物组成及其成因

绿松石玉是主要由含水的铜铝磷酸盐矿物-绿松石组成的一种珍贵玉石,在珠宝市场上深受消费者青睐。本文通过偏光显微镜、电子探针、激光拉曼光谱测试技术对产自蒙古国某地的绿松石玉样品的矿物组成、成因及拉曼光谱进行分析研究,推断了该地绿松石玉样品的矿床成因类型,以期为今后优质绿松石玉的找矿勘查提供相关参考资料。结果显示:蒙古国绿松石玉由主要矿物绿松石和次要矿物石英、白云母、黄铁矿、黄铜矿、铜蓝及辉铜矿等组成,推测该绿松石玉样品产自硫化物矿床的次生富集带,其矿床类型属于原生多金属硫化物矿床经由风化淋滤形成的次生富集带型。该地绿松石与其他产地绿松石的拉曼光谱存在差异,推测可能由于绿松石中水的存在方式和含量、阴离子的种类和数量、元素的类质同象置换及产地的气候条件等影响所致。     

二里头遗址出土绿松石器物的来源初探

二里头遗址自发掘以来出土了大量绿松石器,围垣作坊区出土了数千件绿松石原料,说明二里头先民拥有稳定的绿松石来源。在考察鄂、豫、陕绿松石矿的北矿带和南矿带的基础上,对出土绿松石样品和采集样品进行铜同位素组成、稀土元素配分、显微结构、化学成分及物相等分析。根据测试结果,初步确定北矿带的云盖寺矿是二里头遗址出土绿松石的矿源之一。比较测试效果,铜同位素结合稀土元素分析在古代绿松石的产地示踪上更具确定性,而显微结构、化学成分及物相分析等方法可进一步用于出土绿松石的次生变化机理研究。     

基于气体吸附法和X射线Micro-CT三维成像技术定量解析天然和电化学处理绿松石孔隙特征

绿松石是一种多孔材料,其孔隙特征直接影响其颜色、光泽、硬度、耐久性等性质,进而影响其市场价值,电化学处理的主要目的是降低绿松石孔隙度从而使其耐久、保色。采用全自动比表面仪、X射线显微CT(Micro-CT)等测试分析手段,对电化学处理前后绿松石的孔隙特征进行了对比研究。比表面仪研究发现,电化学处理后的绿松石总孔隙度、总孔体积、平均孔径及比表面积均有一定程度的变化;吸附-脱附曲线高压区域天然绿松石吸附曲线斜率变大,而电化学处理绿松石吸附曲线斜率变小;天然绿松石孔径分布曲线为类抛物线,而电化学处理绿松石孔径分布曲线呈内凹曲线状。Micro-CT研究结果表明:天然绿松石中出现的由表面贯穿至内部的大孔洞,经电化学处理后孔洞被不完全充填;天然绿松石存在“流纹状”结构,孔隙沿“流纹”分布,而电化学处理绿松石的“流纹状”结构消失,孔隙分布杂乱无章。本研究首次从孔隙特征角度入手,发现天然绿松石与电化学处理绿松石在高压区域吸附曲线特征、50 nm孔径以上孔隙分布曲线、孔隙充填情况和内部结构等方面存在明显差异。通过检测绿松石的钾(K)含量,并结合孔隙特征差异,可以有效地对绿松石是否经过电化学处理进行检验判定。     

湖北、陕西一带绿松石的热性能及其共生矿物

我国的绿松石作为一种高档玉石已有数千年的开采历史,但对它的矿物学研究还很不够。最近,我们对湖北省郧县云盖寺,郧西县尧家坡、马家沟,竹山县喇嘛山,陕西省白河县月儿潭等地的绿松石进行了野外工作和室内鉴定,现报道如下。 一、地质概况 本区处于秦岭东段武当山复背斜西端。在背斜的南北两翼均有绿松石矿床出露。含绿松石的地层是下寒武统和下志留统的浅变质含碳硅质岩。在郧县、郧西一带,绿松石产于下寒武统水沟口组中。以云盖寺为例,含绿松石的地层是含碳硅质岩夹含碳硅质板岩,下部为厚层状含碳硅质岩,上部为碳质绢云母片岩。在竹山同一地层中有两个含矿层。在月儿潭,     

安徽省大黄山假象绿松石矿物学特征与成因

对安徽大黄山假象绿松石和磷灰石进行了详细的显微镜、背散射图像(BSE)观察,在此基础上,对假象绿松石和磷灰石进行了电子探针原位化学分析和岩石地球化学分析。研究表明,大黄山假象绿松石具磷灰石晶体形态,致密微晶-鳞片状、不规则球粒紧密堆积状和球粒状变胶结构,BSE背散射图像显示大黄山假象绿松石和磷灰石中均含有细小独居石矿物包裹体。全岩化学分析和电子探针原位分析表明大黄山假象绿松石为磷铜铁矿端元-富铝端元固溶体矿物。P₂O₅为大黄山假象绿松石和磷灰石共同的主要化学成分,F、Cl、S为二者共同的次要化学成分,且含量接近,大黄山假象绿松石和磷灰石微量元素原始地幔标准化蛛网图和稀土元素球粒陨石标准化配分型式图分布趋势相同,绿松石主要成矿物质来源于磷灰石。根据磷灰石中稀土元素特征值(δEu=0.25～0.28,δCe=1.20～1.27)和大黄山假象绿松石稀土元素特征值(δEu=0.33～0.47,δCe=0.80～1.88),综合分析判断大黄山假象绿松石为热液蚀变交代磷灰石成因。     

武当隆起西北缘淋滤型绿松石成矿远景区预测

绿松石是Cu、Al的磷酸盐矿物集合体,是具有很高价值的宝石矿产。武当古陆西缘的湖北与陕西交界处是高品质绿松石的重要产区。通过对绿松石矿床地质特征、产出地质条件分析,认为绿松石矿床主要产于下寒武统(含炭)硅质岩中,受断裂构造控制。结合矿床物化探特征,提出了该区绿松石矿床的找矿标志为:寒武系(含炭)硅质岩层、断裂构造发育、Cu高含量区域、放射性强度高(U含量较高)。根据地质及物化探资料圈定了绿松石矿床的一级、二级成矿远景区。     

陕西洛南绿松石的结构构造特征研究

采用偏光显微镜观察、扫描电镜、X射线粉晶衍射分析,对产于绿松石遗址陕西洛南的绿松石进行了详细的结构构造研究。结果表明,陕西洛南绿松石的结构多呈隐晶质结构,部分可见环带状结构、结核状结构;可见块状构造、致密块状构造,部分见葡萄状构造;扫描电镜下观察陕西洛南绿松石多呈鳞片状结构、不规则团块状分布,可见板状绿松石微晶不规则分布,部分见孔隙分布;绿松石微晶越接近它形,孔隙越少,排列越均匀,则结构越紧密,呈现致密块状构造;反之则呈葡萄状构造;XRD实验结果表明,样品中均含有绿松石和石英,部分样品中含有少量的伊利石和高岭石。     

利用磷酸二氢铝结合剂再造绿松石的矿物学研究

利用与绿松石化学成分相近的无机结合剂Al（H2PO4）3溶液及相关辅助材料,通过压制再造的方法对小颗粒绿松石废弃料进行了改善处理,提高了绿松石废弃料的品质,使其宝石学特征、工艺和力学性质得到了明显改善。为了研究压制再造绿松石的结构和Al（H2PO4）3结合剂对其的改善机理,采用环境扫描电子显微镜、红外吸收光谱、X射线粉末衍射和单矿物化学成分分析等方法对处理前、后绿松石样品的宝石学特征及结构物相等特征进行了测试与分析。结果显示,处理后的绿松石样品中P2O5和MgO的质量分数均有不同程度的升高,其它的主要化学成分则变化不大;Al（H2PO4）3结合剂呈凝胶状分布于绿松石微孔隙间,部分绿松石样品微晶可能发生了微弱的溶解重结晶反应;处理后绿松石样品的矿物组构和分子结构与处理前的一致。由于添加了Al（HPO）结合剂,促进了绿松石微晶面网（120）的发育。     

绿松石的品质分级及定量评估

绿松石属于中档宝石，传统的绿松石定性分级方案比较粗略，对绿松石的颜色的分级采用的是肉眼分级。笔者采用Gem Dialogue颜色分级标准对14粒绿松石戒面进行了颜色评价．并以颜色、铁线、质地、切工为评价因子对样品进行了定量化分级。在与市场价格的对比中发现。采用定量化分级标准所得出的绿松石样品的质量指数符合市场调查所反映的绿松石样品的价格的变化趋势。绿松石常呈集合体出现，且结晶程度不一，颗粒大小不等，颜色、致密度、透明度常不一致，因此文中采用的量化分级必须建立在分类细化的基础上。     

美国睡美人绿松石的宝石学矿物学特征研究

美国西南部亚利桑那州是高品质绿松石的主要产地之一.本文通过常规宝石学、紫外-可见分光光度法、X射线粉晶衍射、红外光谱、显微观察、波长色散X射线荧光分析等方法,对天然美国睡美人绿松石以及扎克里法处理、注胶处理的睡美人绿松石进行研究,测试分析其宝石学、矿物学特征,并对其颜色和高硬度成因进行探讨.结果显示,美国睡美人绿松石较其他产地绿松石结构致密,致蓝色元素(Cu²⁺)含量高,从而形成了其较高的硬度和纯净的蓝色.经过扎克里法和注胶处理的绿松石,其结构更为致密稳定,扎克里法处理绿松石中K元素含量增高,注胶处理绿松石的红外光谱在1 735 cm^-1处有特征的弱吸收带,为有机质胶中ν(C=O)伸缩振动所致.     

中国新石器时代绿松石文化

绿松石在中国文化、文明和传统起源过程中有着某种神秘而特殊的位置.新中国建国以来,数以千万个(次)考古发掘,出土了大量绿松石随葬器,并被视为国家保护文物.文物是历史的见证,是我国文明史的缩影和载体,是一部活生生的史书.这里仅就自数千件文献中收集到的绿松石遗存200余处进行分析.     

应用FTIR-XRD-XRF分析测试技术研究新型仿制绿松石的矿物学特征

近年来绿松石及其仿制品的鉴定工作较多局限于应用傅里叶变换红外光谱对仿制品进行简单的筛选,前人报道的仿制绿松石的矿物组成主要为单一的矿物相(如异极矿、三水铝石、磷铝石、羟硅硼钙石、菱镁矿等)。本文应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线粉晶衍射(XRD)与X射线荧光光谱(XRF)对当前珠宝市场上几种新型仿制绿松石进行了初步分类,并对不同类别的仿制绿松石的具体矿物组成、物相及晶型特征作了对比研究。结果表明,这些新型仿制绿松石可分为三大类:一类主要由硅酸盐(斜硅钙石)与碳酸盐(方解石)两种矿物组成;另一类为白云石与方解石两种碳酸盐矿物的混合相;第三类以硅酸盐类为主要矿物,并含有钡长石、辉石与石英。显然,新型仿制绿松石的矿物组成明显相异于传统仿制品,可见仿制绿松石的矿物组成日趋多样性、复杂化,该现状必然对新型仿制样品的物相鉴定提出了更高的要求。     

绿松石颜色指数分析

绿松石是一种由含铜、铝和水的磷酸盐矿物(CuAl6[PO4]4(OH)8·4H2O)组成的天然玉石原料。从石器时代到现在,绿松石已有6000～7000年的昌盛历史,特别是穆斯林国家,把它作为吉祥、辟邪的象征,相传古代由土耳其传往欧洲,又被称为"土耳其玉"。另外,绿松石还可做装饰品、雕刻材料等。世界上出产绿松石的国家主要有中国、美国、前苏联、埃及和伊朗等。中国绿松石矿早已驰名中外,主要分布在东秦岭,尤其集中在陕西与湖北交界的武当山隆起西南缘。绿松石最大的特点是它的颜色从天蓝到绿色醒目而明媚。随着自然科学的发展,对颜色的认识不断加深,从定性到定量颜色指数可以准确地描述颜色特征,笔者利用色度学原理,通过反射率测定,首次把金属矿物颜色指数分析方法应用于绿松石,分析了4个不同颜色绿松石的颜色指数,成功地实现了绿松石颜色的定量表示。     

磷酸铝结合剂改性绿松石的结构特征

疏松绿松石经磷酸铝结合剂浸胶充填处理后,宝石学参数、力学和工艺性质均得到明显改善,与天然绿松石相仿.为查明这类改性绿松石的结构和探讨磷酸铝无机结合剂对绿松石的改善机理,采用环境扫描显微镜(ESEM)、差热分析(TG-DSC)、红外吸收光谱(IR)和X射线粉晶衍射分析方法(XRD),对此类浸胶充填处理后的绿松石结构、物相及热性质等特征进行了研究.结果显示充填入的磷酸铝结合剂呈凝胶状分布在绿松石微孔隙间,处理后绿松石的分子结构和矿物组构与处理前一致,但产生了一定程度的非晶质化,与磷酸铝结合剂的填充作用有关,即磷酸铝结合剂在固化过程中生成氢,结合形成无机网络高分子结构;处理后绿松石的热反应温度较处理前普遍有所降低,主要是由于添加入的磷酸铝结合剂具有较低的吸热反应温度所致.